WO2021045636A1 - Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана - Google Patents

Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана Download PDF

Info

Publication number
WO2021045636A1
WO2021045636A1 PCT/RU2019/000619 RU2019000619W WO2021045636A1 WO 2021045636 A1 WO2021045636 A1 WO 2021045636A1 RU 2019000619 W RU2019000619 W RU 2019000619W WO 2021045636 A1 WO2021045636 A1 WO 2021045636A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
uranium
reaction chamber
hydrogen
uranium hexafluoride
reaction zone
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000619
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Дмитрий Юрьевич ОСТРОВСКИЙ
Александр Леонидович ХЛЫТИН
Юрий Владимирович ОСТРОВСКИЙ
Григорий Михайлович ЗАБОРЦЕВ
Иван Игнатьевич ЖЕРИН
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК") filed Critical Публичное акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ПАО "НЗХК")
Priority to US17/257,281 priority Critical patent/US20220324720A1/en
Priority to JOP/2021/0345A priority patent/JOP20210345A1/ar
Priority to PCT/RU2019/000619 priority patent/WO2021045636A1/ru
Priority to KR1020207037578A priority patent/KR20220062220A/ko
Priority to CN201980044693.5A priority patent/CN113825724B/zh
Priority to MYPI2020007063A priority patent/MY196848A/en
Priority to JP2020573543A priority patent/JP7478101B2/ja
Priority to CA3104206A priority patent/CA3104206A1/en
Priority to BR112020026953A priority patent/BR112020026953A2/pt
Publication of WO2021045636A1 publication Critical patent/WO2021045636A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00—Compounds of uranium
    • C01G43/01—Oxides; Hydroxides
    • C01G43/025—Uranium dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2475—Membrane reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/007—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes provided with moving parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
    • C01B7/191—Hydrogen fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00—Compounds of uranium
    • C01G43/04—Halides of uranium
    • C01G43/06—Fluorides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/0036—Nozzles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the invention relates to methods for producing metal compounds, namely, to devices for the conversion of uranium hexafluoride (UF 6 ) into uranium dioxide powder (1U 2 ) ceramic (up to 5% enrichment in U) grade by the method of reductive pyrohydrolysis.
  • the closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is an installation for implementing a method for producing uranium dioxide powder from hexafluoride uranium by pyrohydrolysis method, containing a heated reaction chamber with a filter zone with a filter regeneration system, a first reaction zone for converting uranium hexafluoride into uranyl fluoride and a second reaction zone with a gas distribution grid for creating a fluidized bed for reducing uranyl fluoride to uranium dioxide, means for discharging uranium powder (see RF patent JN ° 2381993) - prototype.
  • the disadvantage of this installation is the formation on the walls of the reaction chamber and filter elements of deposits of intermediate products of the reaction of conversion of uranium hexafluoride into dioxide, consisting mainly of uranyl fluoride and uranium oxide-oxide: solid deposits are localized in the upper corner of the filtration zone, opposite to the location of the nozzle supplying a mixture of uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor.
  • the localization location is due to the interaction of the flow of a mixture of uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor supplied through the nozzle into the reaction zone, and a mixture of water vapors, hydrogen and nitrogen entering the lower reaction zone under the gas distribution grid.
  • the main reason for the formation of intermediate products of pyrohydrolysis reactions of uranium hexafluoride is the insufficient reaction time required for the formation of uranyl fluoride particles capable of independently moving from the first reaction zone to the second reaction zone, where uranyl fluoride particles are reduced to uranium dioxide in a fluidized bed.
  • the technical objective of the present invention is to increase the between-repair "run" of the reaction chamber, increase the service life of the filter elements and increase the productivity of the chamber by minimizing the formation of intermediate products.
  • the problem is solved by the fact that in the reaction chamber for obtaining uranium dioxide powder by the method of reductive pyrohydrolysis of uranium hexafluoride, containing a housing equipped with upper and lower covers and having zones: an upper filtration zone equipped with cermet filters regenerated by nitrogen, the first reaction zone for converting hexafluoride into uranyl fluoride, while in the first reaction zone of the housing on the side wall there is a nozzle for supplying uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor, a second reaction zone with a gas distribution grid for creating a fluidized bed for reducing uranyl fluoride to uranium dioxide with a pipe for supplying a mixture of steam, hydrogen and nitrogen, and equipped with a device for discharging powder, according to the invention, the first the reaction zone of the chamber body is additionally equipped with a second nozzle for supplying uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor, located on the side wall
  • the problem is also solved by the fact that both nozzles for supplying uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor are made movable in the vertical plane.
  • the problem is also solved when uranium hexafluoride is fed into one nozzle of the first reaction zone, and hydrogen and water vapor in an equivalent amount into the second.
  • the supply of the first reaction zone of the reaction chamber housing with an additional nozzle for supplying uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor and its location symmetrically to the nozzle available on the reaction chamber housing makes it possible to equalize the gas flow in the upper filtration zone parallel to its walls and to ensure uniform loading of the filters on the supplied fine particles formed during pyrohydrolysis of uranium hexafluoride, accordingly, to ensure uniform regeneration of all filters during backflow, to exclude the rapid overgrowth of filters with pyrohydrolysis products of uranium hexafluoride.
  • the supply of hydrogen to the first reaction zone through an additional nozzle will increase the hydrogen concentration and increase the speed reactions of additional reduction of fine particles of uranyl fluoride and uranium oxide-oxide according to reactions (2) and (4): u 3 0 8 (G) + 2H 2 (g) - * 3U0 2 (r) + 2H 2 0 (g) (4 ) without affecting the hydrodynamic conditions of the process of reduction of uranyl fluoride with hydrogen in the "fluidized" bed of the second reaction zone.
  • FIG. shows a reaction chamber for obtaining uranium dioxide powder by the method of reductive pyrohydrolysis of uranium hexafluoride.
  • the reaction chamber contains a housing 1, an upper cover 2 and a lower cover 3 with a gas distribution grid (not shown), hermetically connected to each other by means of flange connections.
  • a gas distribution grid (not shown)
  • replaceable sintered filters 4 are hermetically fixed.
  • Each sintered filter 4 is equipped with an inlet system 5 installed in the upper cover 2 for a pulse supply of nitrogen required for filter regeneration.
  • a branch pipe 6 is provided for the outlet of exhaust gases.
  • the housing 1 of the reaction chamber consists of an upper filtration zone 7, in which cermet filters 4 are installed, located in the upper part of the housing 1, a first reaction zone 8 for converting hexafluoride into uranyl fluoride and a second reaction zone 9 for creating 5 fluidized bed for the reduction of uranyl fluoride to uranium dioxide.
  • the first reaction zone 8 of the reaction chamber housing connects the upper filtration zone 7 with the second reaction zone 9 of the fluidized bed.
  • two nozzles 10 and 11 are symmetrically placed for supplying uranium hexafluoride, hydrogen, and water vapor.
  • the lower cover 3 is equipped with a branch pipe 12 for supplying a mixture of steam, hydrogen and nitrogen to it and a branch pipe 13 for a powder discharge device, which is hermetically connected to the gas distribution grid.
  • the reaction chamber operates as follows.
  • the reaction chamber is preheated to a temperature of 450 ° - 500 ° C in the upper filtration zone 7 and in the first reaction zone 8 and 580 ° -635 ° C - in the second reaction zone 9.
  • first reaction zone 8 20 through nozzles 10 and 11, symmetrically located on opposite walls of the housing 1 of the first reaction zone 8, uranium hexafluoride, hydrogen and water vapor are supplied.
  • the introduced reagents enter into a reaction with each other, and a uranyl fluoride powder is formed, the coarse fraction of which is lowered into the secondary reaction zone 9 of the fluidized bed 25 and is retained by the gas distribution grid of the lower cover 3, and the particles of the fine fraction rise upward, are retained by cermet filters 4 and are periodically regenerated by reverse purging with nitrogen.
  • Nitrogen-blown uranyl fluoride particles enter the fluidized bed of the second reaction zone 9. zo
  • a mixture of water vapor, hydrogen and nitrogen is fed under the gas distribution grid, creating a fluidized bed above the gas distribution grid, in which uranyl fluoride is reduced to uranium dioxide.
  • accumulation of uranium dioxide powder is evacuated from the reaction chamber through the branch pipe 13 of the device for unloading the powder from the reaction chamber.
  • Symmetrical arrangement of nozzles 10 and 11 with equal flows ensures equalization of the gas flow in the upper filtration zone 7 parallel to its walls and ensures uniform loading of filters 4.
  • the overhaul “run” of the reaction chamber increases.
  • the elimination of the accumulation of intermediate products leads to an increase in the productivity of the reaction chamber.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Устройство содержит корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, верхнюю зону фильтрации, снабженную металлокерамическими фильтрами, регенерируемыми азотом, первую реакционную зону для превращения гексафторида урана в уранилфторид, вторую реакционную зону для создания псевдоожиженнного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, газораспределительную решетку, патрубки подачи смеси пара, водорода и азота, два сопла для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара, расположенных симметрично на боковой стенке первой реакционной зоны корпуса, и устройство для выгрузки порошка из реакционной камеры. Изобретение обеспечивает увеличение межремонтного «пробега», срока службы фильтрующих элементов и повышение производительности устройства.

Description

5 НАЗВАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
РЕАКЦИОННАЯ КАМЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ДИОКСИДА УРАНА МЕТОДОМ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПИРОГИДРОЛИЗА ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ю ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способам получения соединений металлов, а именно - к устройствам для конверсии гексафторида урана (UF6) в порошок диоксида урана (1Ю2) керамического (до 5% обогащения по U ) сорта методом восстановительного пирогидролиза.
15 Процесс описывается следующими химическими реакциями:
Figure imgf000003_0001
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
20 Известна установка для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана, содержащая реакционную камеру для формирования уранилфторида путем гидролиза гексафторида урана в присутствии водяного пара и соединенную с ней вращающуюся трубчатую печь для последующего получения диоксида урана путем восстановления 25 уранилфторида водородом, снабженную средствами нагревания и подвода в противотоке водяного пара и водорода (см. патент РФ N° 2162058).
Недостатком данной установки является разделение химической реакции получения оксида урана на несколько этапов, осуществляемых в разных узлах, что приводит к увеличению габаритов установки и росту зо эксплуатационных затрат.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является установка для осуществления способа получения порошка диоксида урана из гексафторида урана методом пирогидролиза, содержащая обогреваемую реакционную камеру, имеющую фильтровальную зону с системой регенерации фильтров, первую реакционную зону для превращения гексафторида урана в уранилфторид и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, средства выгрузки полученного порошка диоксида урана (см. патент РФ JN° 2381993) - прототип.
Недостатком данной установки является образование на стенках реакционной камеры и фильтрующих элементах отложений полупродуктов реакции конверсии гексафторида урана в диоксид, состоящих преимущественно из уранилфторида и закиси-окиси урана: твердые отложения локализуются в верхнем углу зоны фильтрации, противоположном расположению сопла подачи смеси гексафторида урана, водорода и паров воды. Место локализации обусловлено взаимодействием потока смеси гексафторида урана, водорода и паров воды, подаваемой через сопло в реакционную зону, и смеси паров воды, водорода и азота, поступающей в нижнюю реакционную зону под газораспределительную решетку.
В процессе такого взаимодействия в реакционной камере наблюдается неравномерная нагрузка на фильтрующие элементы мелкой фракции частиц твердых продуктов (UO2F2, и 08 и др.) пирогидролиза гексафторида урана, поэтому система регенерации фильтров методом обратной продувки азотом не всегда справляется со своей задачей обеспечения полной регенерации фильтров, особенно тех, что расположены в верхнем углу зоны фильтрации в зоне накопления твердых отложений.
В результате неполной регенерации фильтров происходит их постепенная забивка продуктами пирогидролиза гексафторида урана. В результате происходит рост гидравлического сопротивления реакционной камеры в целом, что приводит к необходимости длительной остановки процесса для охлаждения реакционной камеры и замены металлокерамических фильтров.
Основной причиной образования полупродуктов реакций пирогидролиза гексафторида урана является недостаточность времени реагирования, необходимого для формирования частиц уранилфторида, способных самостоятельно переместиться из первой реакционной зоны во вторую реакционную зону, где в псевдоожиженном слое происходит восстановление частиц уранилфторида до диоксида урана.
Недостаток временного фактора приводит к образованию мелкой фракции уранилфторида и закиси-окиси урана и их интенсивному выносу в фильтровальную зону, что неизбежно ведёт к забивке фильтрующих элементов.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей настоящего изобретения является увеличение межремонтного «пробега» реакционной камеры, увеличение срока службы фильтрующих элементов и повышение производительности камеры за счёт сведения к минимуму образования полупродуктов.
Поставленная задача решается тем, что в реакционной камере для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана, содержащей корпус, снабженный верхней и нижней крышками и имеющий зоны: верхнюю зону фильтрации, снабженную металлокерамическими фильтрами, регенерируемыми азотом, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторид, при этом в первой реакционной зоне корпуса на боковой стенке имеется сопло для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара, вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана с патрубком подачи смеси пара, водорода и азота, и снабженной устройством для выгрузки порошка, согласно изобретению, первая реакционная зона корпуса камеры дополнительно снабжена вторым соплом для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара, расположенным на боковой стенке корпуса симметрично первому соплу. Поставленная задача решается также тем, что оба сопла для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара выполнены подвижными в вертикальной плоскости. Задача решается также тогда, когда в одно сопло первой реакционной зоны будет подаваться гексафторид урана, а во второе - водород и водяной пар в эквивалентном количестве.
Снабжение первой реакционной зоны корпуса реакционной камеры дополнительным соплом для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара и расположение его симметрично имеющемуся на корпусе реакционной камеры соплу позволяет выравнивать поток газов в верхней зоне фильтрации параллельно ее стенкам и обеспечивать равномерную нагрузку фильтров по подаваемым мелким частицам, образующимся при пирогидролизе гексафторида урана, соответственно, обеспечить равномерную регенерацию всех фильтров при обратной продувке, исключить быстрое зарастание фильтров продуктами пирогидролиза гексафторида урана.
Выполнение сопел для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара подвижными в вертикальной плоскости позволит регулировать угол наклона сопел, что, в свою очередь, даст возможность влиять на время нахождения образующихся частиц уранилфторида в первой реакционной зоне и формировать размер твёрдых частиц необходимого размера. Кроме того, будут сведены к минимуму условия образования закиси-окиси урана по реакции (3) и, как следствие, снижены нагрузки на фильтрующие элементы в целом:
3U02F2(r) +ЗН20(г) -> U308(r) + 1 ,502(г) + 6HF(r) (3).
Подача водорода в первую реакционную зону через дополнительное сопло позволит повысить концентрацию водорода и увеличить скорость протекания реакций довосстановления мелкодисперсных частиц уранилфторида и закиси-окиси урана по реакциям (2) и (4): и308(Г)+ 2Н2(г) -* 3U02(r) + 2Н20(г) (4) без влияния на гидродинамические условия протекания процесса восстановления уранилфторида водородом в «кипящем» слое второй реакционной зоны.
Разделение подачи гексафторида урана в одно сопло, а водорода и водяного пара - во второе позволяет точнее регулировать подачу в реакционную камеру каждого из компонентов смеси и, тем самым, влиять на качественные и количественные показатели процесса в целом.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг. показана реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана.
Реакционная камера содержит корпус 1 , верхнюю крышку 2 и нижнюю крышку 3 с газораспределительной решеткой (не показана), герметично соединенные между собой с помощью фланцевых соединений. На фланце верхней крышки 2 герметично закреплены сменные металлокерамические фильтры 4. Каждый металлокерамический фильтр 4 снабжен системой ввода 5, установленной в верхней крышке 2, для импульсной подачи азота, необходимого для регенерации фильтра. В боковой стенке компенсационного объема верхней крышки 2 предусмотрен патрубок 6 для выхода отработавших газов.
Корпус 1 реакционной камеры состоит из верхней зоны фильтрации 7, в которой установлены металлокерамические фильтры 4, размещенной в верхней части корпуса 1, первой реакционной зоны 8 для превращения гексафторида в уранилфторид и второй реакционной зоны 9 для создания 5 псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана.
Первая реакционная зона 8 корпуса реакционной камеры соединяет верхнюю зону фильтрации 7 со второй реакционной зоной 9 псевдоожиженного слоя. В первой реакционной зоне 8 симметрично ю размещены два сопла 10 и 11 для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара. Нижняя крышка 3 снабжена патрубком 12 для подачи в нее смеси пара, водорода и азота и патрубком 13 устройства для выгрузки порошка, герметично связанным с газораспределительной решеткой.
15 Лучший вариант осуществления изобретения
Реакционная камера работает следующим образом.
Реакционнаю камеру предварительно разогревают до температуры 450°- 500°С в верхней зоне фильтрации 7 и в первой реакционной зоне 8 и 580°-635°С - во второй реакционной зоне 9. В первую реакционную зону 8 20 через сопла 10 и 11, симметрично расположенные на противоположных стенках корпуса 1 первой реакционной зоны 8, подается гексафторид урана, водород и водяной пар. Введенные реагенты вступают друг с другом в реакцию, при этом образуется порошок уранилфторида, крупная фракция которого опускается во втбрую реакционную зону 9 псевдоожиженного слоя 25 и задерживается газораспределительной решеткой нижней крышки 3, а частицы мелкой фракции поднимаются вверх, задерживаются металлокерамичекими фильтрами 4 и периодически регенерируются обратной продувкой азотом. Отдутые азотом частицы уранилфторида попадают в псевдоожиженный слой второй реакционной зоны 9. зо Через патрубок 12 нижней крышки 3 под газораспределительную решетку подается смесь водяного пара, водорода и азота, создающая над газораспределительной решеткой псевдоожиженный слой, в котором происходит восстановление уранилфторида до диоксида урана. По мере накопления порошок диоксида урана эвакуируется из реакционной камеры через патрубок 13 устройства для выгрузки порошка из реакционной камеры.
Симметричное расположение сопел 10 и 11 при равенстве потоков обеспечивает выравнивание потока газов в верхней зоне фильтрации 7 параллельно ее стенкам и обеспечивает равномерную нагрузку фильтров 4. В результате увеличивает межремонтный «пробег» реакционной камеры. Исключение накопления полупродуктов ведёт к повышению производительности реакционной камеры.
Промышленная применимость Таким образом, снабжение конструкции реакционной камеры для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана дополнительным соплом позволяет решить поставленную задачу увеличения межремонтного «пробега» камеры, увеличения срока службы фильтрующих элементов и добиться повышения производительности камеры за счет сведения к минимуму образование полупродуктов.

Claims

Формула изобретения
Пункт 1. Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана, представляющая собой корпус с верхней и нижней крышкой, содержащий верхнюю зону фильтрации, снабженную металлокерамическими фильтрами, регенерируемыми азотом, первую реакционную зону для превращения гексафторида урана в уранилфторид, вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана с патрубком подачи смеси пара, водорода и азота, и снабженный соплом для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара, расположенным на боковой стенке первой реакционной зоны корпуса, и устройством для выгрузки порошка из реакционной камеры, отличающаяся тем, что корпус реакционной камеры дополнительно снабжен вторым соплом для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара, расположенным на стенке первой реакционной зоны корпуса симметрично первому.
Пункт 2. Реакционная камера по п. 1, отличающаяся тем, что сопла для подачи гексафторида урана, водорода и водяного пара выполнены подвижными в вертикальной плоскости.
Пункт 3. Реакционная камера по п. 1, отличающаяся тем, что одно сопло служит входом для подачи гексафторида урана, а второе сопло служит входом для подачи водорода и водяного пара.
PCT/RU2019/000619 2019-09-05 2019-09-05 Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана WO2021045636A1 (ru)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/257,281 US20220324720A1 (en) 2019-09-05 2019-09-05 Reaction Chamber for Extraction of Uranium Dioxide Powder by Using Method of Uranium Hexafluoride Reductive Pyrohydrolysis
JOP/2021/0345A JOP20210345A1 (ar) 2019-09-05 2019-09-05 غرفة التفاعل لإنتاج مسحوق ثاني أكسيد اليورانيوم بطريقة الحد من التحلل البيروهيدراتي لسداسي فلوريد اليورانيوم
PCT/RU2019/000619 WO2021045636A1 (ru) 2019-09-05 2019-09-05 Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана
KR1020207037578A KR20220062220A (ko) 2019-09-05 2019-09-05 육불화우라늄의 열가수분해로 이산화우라늄 분말을 제조하는 반응 챔버
CN201980044693.5A CN113825724B (zh) 2019-09-05 通过减少六氟化铀的热解生产二氧化铀粉末的反应室
MYPI2020007063A MY196848A (en) 2019-09-05 2019-09-05 Reaction chamber for extraction of uranium dioxide powder by using method of uranium hexafluoride reductive pyrohydrolysis
JP2020573543A JP7478101B2 (ja) 2019-09-05 2019-09-05 還元熱加水分解法を用いて六フッ化ウランから二酸化ウラン粉末を抽出するための反応チャンバー
CA3104206A CA3104206A1 (en) 2019-09-05 2019-09-05 Reaction chamber for extraction of uranium dioxide powder by using method of uranium hexafluoride reductive pyrohydrolysis
BR112020026953A BR112020026953A2 (pt) 2019-09-05 2019-09-05 Câmara de reação para a obtenção de pó de dióxido de urânio pelo método de pirohidrólise redutiva de hexafluoreto de urânio

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000619 WO2021045636A1 (ru) 2019-09-05 2019-09-05 Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021045636A1 true WO2021045636A1 (ru) 2021-03-11

Family

ID=74851870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000619 WO2021045636A1 (ru) 2019-09-05 2019-09-05 Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220324720A1 (ru)
JP (1) JP7478101B2 (ru)
KR (1) KR20220062220A (ru)
BR (1) BR112020026953A2 (ru)
CA (1) CA3104206A1 (ru)
JO (1) JOP20210345A1 (ru)
MY (1) MY196848A (ru)
WO (1) WO2021045636A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1229640A1 (ru) * 1984-11-15 1986-05-07 Днепропетровский Филиал Научно-Исследовательского Института Резиновой Промышленности Устройство дл испытаний образцов материалов на морозостойкость
SU1274775A1 (ru) * 1981-11-18 1986-12-07 Предприятие П/Я Г-4086 Распылитель жидкости
EP0230087A2 (en) * 1986-01-17 1987-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Preparation of a uranium dioxide material
RU2162058C1 (ru) 1997-11-28 2001-01-20 Франко-Бельж Де Фабрикасьон Де Комбустибль Способ и установка для непосредственного превращения гексафторида урана в оксид урана
RU2381993C2 (ru) 2008-01-16 2010-02-20 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Способ получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза и установка для его осуществления

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1426159A (en) * 1973-08-10 1976-02-25 Gen Electric Process for producing uranium dioxide rich compositions from uranium hexafluoride
JP3659750B2 (ja) * 1996-10-07 2005-06-15 三菱重工業株式会社 石炭ガス化炉の粉粒体分配器
JP4455564B2 (ja) 2006-10-10 2010-04-21 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 二酸化ウラン製造用ロータリーキルン
KR102381993B1 (ko) 2015-01-14 2022-04-04 삼성전자주식회사 콘텐츠 제어를 위한 방법 및 전자 장치
KR102162058B1 (ko) 2018-05-31 2020-10-06 서울대학교산학협력단 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1274775A1 (ru) * 1981-11-18 1986-12-07 Предприятие П/Я Г-4086 Распылитель жидкости
SU1229640A1 (ru) * 1984-11-15 1986-05-07 Днепропетровский Филиал Научно-Исследовательского Института Резиновой Промышленности Устройство дл испытаний образцов материалов на морозостойкость
EP0230087A2 (en) * 1986-01-17 1987-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Preparation of a uranium dioxide material
RU2162058C1 (ru) 1997-11-28 2001-01-20 Франко-Бельж Де Фабрикасьон Де Комбустибль Способ и установка для непосредственного превращения гексафторида урана в оксид урана
RU2381993C2 (ru) 2008-01-16 2010-02-20 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" Способ получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза и установка для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220062220A (ko) 2022-05-16
CN113825724A (zh) 2021-12-21
BR112020026953A2 (pt) 2022-08-16
US20220324720A1 (en) 2022-10-13
JOP20210345A1 (ar) 2023-01-30
JP2023502550A (ja) 2023-01-25
JP7478101B2 (ja) 2024-05-02
CA3104206A1 (en) 2021-03-05
MY196848A (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2326930C2 (ru) Регенератор катализатора с центральным сборником
RU2423167C2 (ru) Многоступенчатая сепараторная емкость
RU2330059C2 (ru) Способ извлечения катализатора из выходящего потока жидкофазного каталитического крекинга легких олефинов
US10214699B2 (en) Scale collection and predistribution tray for vessel with downward two-phase flow
US7316733B1 (en) Diffuser for separator vessel
RU2472577C2 (ru) Тонкослойный реактор с неподвижным слоем для химической обработки тонкоизмельченного твердого катализатора
US8235710B2 (en) Device and method for continuously and catalytically removing binder, with improved flow conditions
CN101820991B (zh) 从气态反应物制备液态和气态产物的方法
CN107107013B (zh) 颗粒分离催化化学反应器和颗粒分离器
US6291603B1 (en) Filtration and flow distribution method for chemical reactors using reticulated ceramics with uniform pore distributions
JP6348596B2 (ja) サイクロン式プレナム組立体を備える直列結合流動床反応炉ユニット、およびフッ化水素処理の関連する方法
JP7248690B2 (ja) 粒子保持装置及び設置方法
WO2021045636A1 (ru) Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана
CN105885896A (zh) 一种内置颗粒床和管式过滤器的粉煤热解除尘系统
CN113825724B (zh) 通过减少六氟化铀的热解生产二氧化铀粉末的反应室
CN102049222B (zh) 一种采用新型过滤组件的浆态床环流反应器应用方法
US4538528A (en) Gas converter
US5074989A (en) Process for the separation of fine catalyst particles for a hydrocarbon feedstock by filtration through mineral barries and a filtration loop
EA041946B1 (ru) Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом восстановительного пирогидролиза гексафторида урана
US2695815A (en) Method of and apparatus for pneumatic transfer of granular contact material in moving bed hydrocarbon conversion processes
CN205109603U (zh) 一种新型沸腾床反应器
CN208642609U (zh) 一种费托合成反应产物分离设备
KR102608484B1 (ko) 촉매 반응기용의 제거가능한 바스켓
CN216499412U (zh) 费托合成废催化剂处理装置
SK500462022A3 (sk) Zásobník na usadzovanie plynnej fázy (GPS)

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3104206

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020573543

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112020026953

Country of ref document: BR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19932277

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019932277

Country of ref document: EP

Effective date: 20220405

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01E

Ref document number: 112020026953

Country of ref document: BR

Free format text: APRESENTE O RELATORIO DESCRITIVO.

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019932277

Country of ref document: EP

Effective date: 20220405

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112020026953

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20201229